bab 2 gelombang bunyi

A. Ciri-ciri Gelombang BunyiB. Gejala-gejala Gelombang BunyiC. Gelombang Stasioner pada Alat

Penghasil BunyiD. Taraf Intensitas dan Aplikasi Bunyi

Kemampuan dasar yang akan Anda miliki setelah mempelajari bab ini adalah sebagai berikut.

• Dapat mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi

• Dapat menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dalam teknologi

Ciri-ciri Gelombang Bunyi

Apa Penyebab Timbulnya Bunyi ?

Jika berteriak sambil memegang tenggorokan, maka tenggorokan Anda bergetar.

Ketika senar Anda petik, senar bergetar dan Anda mendengar bunyi.

Gelombang Bunyi adalah Gelombang Longitudinal

Dapatkah Bunyi Merambat melalui Vakum ?

Bunyi tidak merambat melalui vakum. Bukti nyata adalah para astronot di bulan tidak dapat saling bicara secara langsung walaupun jarak mereka sangat dekat. Untuk berkomunikasi, mereka menggunakan alat komunikasi melalui gelombang radio

Mengukur Cepat Rambat Bunyi

ts

2

λ

Cepat Rambat Bunyi di Udara

gb 2.2

I₂ - I₁ =

Persamaan gelombang v = λ f

Cepat rambat bunyi v =

Cepat rambat bunyi dalam zat padat

tegangantegangan

u / vF / A

ρE

Modulus Young E = =

Ft = m ( v₂ - v₁ ) = mu

m = ρ A v t

Ft = ρAvtu

v =

MRT

ρp

ρk

Cepat rambat bunyi dalam gas

Modulus elastis bahan adalah modulus bulk (diberi notasi k)

k = γ p adalah tekanan gas γ adalah tetapan Laplace

γ = Cp / Cv

v = v = γ

Apa kaitan tekanan dan suhu gas terhadap cepat rambatnya bunyi ?

v = γ

Mendengar dan Melihat Gelombang Bunyi

Telinga sebagai Penerima Bunyi

Klasifikasi Gelombang Bunyi

Bunyi yang memiliki frekuensi 20Hz – 20 000 Hz dinamakan audiosonik

Bunyi yang memiliki frekuensi rendah dari 20 Hz dinamakan infrasonik

Bunyi yang memiliki frekuensi lebih tinggi dari 20 000 Hz dinamakan ultrasonik

Melihat Bunyi Peralatan yang digunakan untuk melihat gelombang bunyi adalah osiloskop

Tinggi Nada dan Kuat BunyiTinggi rendahnya nada ditentukan oleh frekuensinya

Kuat/lemahnya bunyi di tentukan oleh amplitudo gelombangnya

Gejala-gejala Gelombang Bunyi

Untuk menghindari terjadinya gaung, maka konser musik dindingnya dilapisi oleh zat peredam suara atau zat kedap suara.

Pemantulan Gelombang Bunyi

Mengapa pada gedung konser dipasang peredam suara?

Ruang besar yang tidak menimbulkan efek gaung disebut ruang yang memiliki akustik baik

Mengapa pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari?

Pembiasan Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi di udara memiliki panjang gelombang dalam rentang beberapa sentimeter sampai dengan beberapa meter.

Gelombang yang panjang gelombangnya lebih panjang akan mudah difraksi.

Difraksi Gelombang Bunyi

Mengapa gelombang bunyi mudah mengalami difraksi?

Interferensi Gelombang Bunyi

21

Formulasi interferensi gelombang bunyi

Interferensi konstruktif jika kedua gelombang bunyi yang bertemu di titik p adalah sefase

bunyi kuat

Δs = l S₁P – S₂P l = nλ;n = 0, 1, 2, 3, . .

Interferensi desktruktif jika kedua gelombang yang bertemu dititik L adalah berlawanan fase

bunyi lemah

Δs = l S₁L – S₂L l = ( n + ) λ;n = 0, 1, 2, 3, . . .

Efek Doppler

v - vsv- vp

( v + vw ) - vs( v + vw ) - vp

frekuensi yang didengar oleh pendengar ( pengamat ) adalah

fp = fs

Efek doppler dengan memasukan pengaruh angin adalah

fp = fs

Pelayangan Gelombang

2ω₁ - ω₂

22πf₁ - 2πf₂

2

f₁ - f₂

F₁ - f₂2

Δω = ; 2πf = ; f =

T =

Frekuensi layangan fL = f₁ - f₂

Gelombang Stasioner pada Alat Penghasil Bunyi

µf

Lm

ρAF

Cepat rambat gelombang transversal dalam dawai adalah sebanding dengan akar kuadrat gaya tegangan dawai ( v ∞ √f ) dan berbanding terbalik dengan akar kuadarat massa per panjang dawai ( v ∞ 1/√µ )

v = √

µ = v = √

Gelombang Stasioner Transversal pada Senar

Formulasi Frekuensi atau Resonansi pada Senar

2Lnv

2Ln

fAF

Frekuensi resonansi senar

fn = nf₁ = = √

Gelombang Transversal pada Pipa Organa

2Lv

Frekuensi pipa organa terbukafn = nf₁ = n ; n = 1, 2, 3, . . .

Formulasi Frekuensi Alami Pipa Alami Organa Terbuka

4Lv

frekuensi alamiah pipa organa tertutup

fn = nf₁ = n ; n = 1, 3, 5, . . .

Formulasi Frekuensi Alami Pipa Organa Tertutup

Taraf Intensitas dan Aplikasi Bunyi

Energi gelombang E = ½ mω²y² = 2π²mf²y²

energi yang di pindahkan oleh suatu gelombang sebanding dengan kuadrat amplitudonya ( E ∞ y² ) dan juga sebanding dengan kuadrat frekuensinya ( E ∞ f₂ )

Intensitas Gelombang Intensitas gelombang didefinisikan sebagai daya gelombang yang dipindahkan melalui bidang seluas satu-satu yang tegak lurus pada arah cepat rambat gelombang.

r²1

Makin jauh dari sumber, intensitas gelombang (I) mengecil secara berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber ( )

I₁I₂

r₂²r₁² =

AP I =

Taraf Intensitas Bunyi

I₀I

Definisi taraf intensitas

TI = 10 log

I = intensitas bunyi (W m ²) ; ⁻I₀ = intensitas standar = 10 ¹² W m ² ; ⁻ ⁻TI = taraf intensitas bunyi (dB)

Aplikasi Gelombang Bunyi

Aplikasi dalam Bidang Industri

Teknik SONAR banyak digunakan dalam bidang industri

1. Mengukur Kedalaman Laut

2. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam

3. Kamera dan perlengkapan mobil

Aplikasi dalam Bidang Kedokteran

Ultrsonika berguna dalam diagnosisi kedokteran karena beberapa hal

1.Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar-X

2.Ultrasonik dapat diganakan terus-menerus untuk melihat pergerakan sebuah janin atau liver seseorang

3.Ultrasonik dapat mengukur kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit dari selang waktu pulsa pergi-pulang

4.Ultrasonik dapat mendeteksi perbedaan antara jaringan-jaringan lunak dalam tubuh yang tidak dapat dilakukan oleh sinar-X

5.Menggunakan efek Doppler untuk mengukur kelajuan aliran darah dan efektif untuk mendeteksi trombosis (penyempitan pembuluh darah)